- •Геодезия
- •Рецензенты:
- •Введение
- •1. Общие сведения о геодезии
- •1.1. Предмет и задачи геодезии
- •1.2. Роль геодезии в развитии хозяйства страны
- •1.3. Исторический очерк о развитии геодезии
- •1.4. Понятие о фигуре Земли
- •1.5. Системы координат и высот в геодезии
- •1.5.1. Географические координаты
- •1.5.2. Прямоугольные координаты
- •1.6. Изображение земной поверхности на плоскости. Понятие о плане, карте, профиле
- •1.7. Масштабы планов и карт. Точность масштабов
- •1.8. Номенклатура топографических карт и планов
- •1.9. Условные знаки планов и карт
- •1.10. Рельеф местности и его изображение на картах и планах
- •1.11. Ориентирование линий
- •1.11.1. Исходные направления
- •1.11.2. Ориентирные углы
- •1.12. Прямая и обратная геодезические задачи
- •1.12.1. Прямая геодезическая задача
- •1.12.2. Обратная геодезическая задача
- •1.13. Элементы геодезических измерений
- •1.11. Контрольные вопросы по 1 разделу
- •2. Измерение углов и линий
- •2.1. Угломерные инструменты и угловые измерения
- •2.1.1. Принципы измерения углов и схема устройства угломерного прибора
- •2.1.2. Устройство теодолита
- •2.1.3. Классификация теодолитов
- •2.1.4. Поверки и юстировки теодолитов
- •2.1.5. Измерение горизонтальных углов
- •2.1.6. Измерение вертикальных углов. Место нуля вертикального круга
- •2.2. Линейные измерения
- •2.2.1. Общие сведения о линейных измерениях
- •2.2.2. Подготовка линий к измерению
- •2.2.3. Приборы для измерения линий на местности
- •2.2.4. Измерение линий мерными лентами
- •2.2.6. Высокоточные измерения линий шкаловыми лентами и инварными проволоками
- •2.2.7. Высокоточные измерения линий электронными дальномерами
- •2.2.8. Горизонтальное проложение
- •2.3. Контрольные вопросы по 2 разделу
- •3. Нивелирование
- •3.1. Способы определения превышений и отметок точек
- •3.2. Геометрическое нивелирование
- •3.2.1. Схема геометрического нивелирования
- •3.2.2. Виды геометрического нивелирования
- •3.3. Тригонометрическое нивелирование
- •3.4. Нивелиры и нивелирные рейки
- •3.4.1. Классификация и устройство нивелиров
- •3.4.2. Нивелирные рейки и производство отсчетов по ним
- •3.4.3. Поверки и юстировки нивелиров
- •3.5. Понятие о других видах нивелирования
- •3.5.1. Гидростатическое нивелирование
- •3.5.2. Барометрическое нивелирование
- •3.5.3. Аэрорадиолокационное нивелирование
- •3.6. Контрольные вопросы по 3 разделу
- •4. Топографические съемки местности
- •4.1. Общие сведения о топографических съемках местности
- •4.2. Теодолитная съемка
- •4.2.1. Сущность теодолитной съемки, состав и порядок работ
- •4.2.2. Создание плановой геодезической основы для теодолитной съемки
- •4.2.3. Способы съемки подробностей местной ситуации
- •4.2.4. Вычисление координат сомкнутого теодолитного хода
- •4.2.5. Вычисление координат разомкнутого теодолитного хода
- •4.2.6. Накладка полигона по координатам и румбам
- •4.2.7. Нанесение на план местной ситуации
- •4.3. Нивелирование трассы
- •4.3.1. Сущность нивелирной съемки трассы
- •4.3.2. Трассирование и закрепление оси трассы
- •4.3.3. Разбивка пикетажа на трассе
- •4.3.4. Съемка местных предметов и ситуации в полосе трассы, ведение пикетажного журнала
- •4.3.5. Разбивка круговых горизонтальных кривых и вынос пикетов с тангенсов на кривую
- •4.3.6. Нивелирование оси трассы и поперечников
- •4.3.7. Заполнение ведомости углов поворота, прямых и кривых
- •4.3.8. Составление и оформление плана трассы
- •4.3.9. Вычисление отметок нивелирного хода
- •4.3.10. Составление продольного и поперечных профилей трассы
- •4.4. Нивелирование площадей
- •4.4.1. Сущность нивелирной съемки площадей
- •4.4.2. Способы нивелирной съемки площадей
- •4.4.3. Нивелирование поверхности летного поля по квадратам
- •4.4.4. Составление плана в отметках и горизонталях как цифровой модели местности. Метод интерполяции при построении горизонталей
- •4.5. Тахеометрическая съемка
- •4.5.1. Сущность тахеометрической съемки, состав и порядок работ
- •4.5.2. Инструменты, применяемые при тахеометрической съемке
- •4.5.3. Создание планово-высотной геодезической рабочей основы тахеометрической съемки при работе теодолитом-тахеометром
- •4.5.4. Планово-высотная привязка точек опорного хода
- •4.5.5. Съемка подробностей местной ситуации и рельефа полярным
- •4.5.6. Камеральные работы при тахеометрической съемке
- •4.6. Контрольные вопросы по 4 разделу
- •5. Опорные геодезические сети
- •5.1. Общие сведения о государственной геодезической сети
- •5.2. Плановые геодезические сети
- •5.2.1. Методы построения плановых геодезических сетей. Триангуляция, трилатерация, полигонометрия
- •5.2.2. Классификация государственной геодезической сети
- •5.2.3. Пункты государственной геодезической сети
- •Геодезическая служба
- •5.2.4. Плановые сети сгущения и съемочные сети
- •5.2.5. Методы построения сетей сгущения и съемочных сетей
- •5.3. Высотные геодезические сети
- •5.3.1. Нивелирная сеть страны. Классификация нивелирных сетей
- •5.3.2. Нивелирные сети сгущения и высотные съемочные сети
- •5.4. Понятие о геоинформационных и спутниковых навигационных
- •5.4.1. Глобальные системы определения местоположения глонасс и navstar gps
- •5.4.2. Системы отсчета времени и координат
- •5.4.3. Преобразование координат
- •5.5. Контрольные вопросы по 5 разделу
- •6. Основы математической обработки результатов геодезических измерений
- •6.1. Общие сведения о погрешностях измерений
- •6.2. Классификация погрешностей измерений
- •6.3. Свойства случайных погрешностей
- •6.4. Среднее арифметическое результатов измерений. Вероятнейшие погрешности и их свойства
- •6.5. Предельная погрешность
- •6.6. Оценка точности равноточных измерений
- •6.6.2. Средняя квадратическая погрешность измерений неизвестной величины. Формула Бесселя
- •6.6.3. Средняя квадратическая погрешность двойных измерений
- •6.6.4. Средняя квадратическая погрешность функции независимо измеренных величин
- •6.6.5. Средняя квадратическая погрешность арифметической средины
- •6.7. Оценка точности неравноточных измерений
- •6.7.1. Понятие о весе измеренных величин
- •6.7.2. Средняя квадратическая погрешность единицы веса
- •6.7.3. Весовое арифметическое среднее
- •6.6. Контрольные вопросы по 6 разделу
- •7. Основные виды геодезических работ при проектировании, строительстве и эксплуатации сооружений
- •7.1. Сущность и назначение геодезической разбивочной основы
- •7.2. Плановая геодезическая разбивочная основа. Строительная сетка
- •7.2.1. Проектирование строительной сетки
- •7.2.2. Предварительная разбивка строительной сетки
- •7.2.3. Определение точных координат и редуцирование центров пунктов строительной сетки
- •7.3. Высотная геодезическая разбивочная основа
- •7.4. Геодезическая подготовка проекта инженерного сооружения
- •7.4.1. Подготовка разбивочных данных проекта
- •7.4.2. Аналитический расчет и привязка проекта
- •7.4.3. Составление разбивочных чертежей
- •7.4.4. Разработка проекта производства геодезических работ
- •7.5. Основные способы плановой и высотной разбивки
- •7.5.1. Плановая разбивка линий и углов
- •7.5.2. Плановая разбивка точек
- •7.5.3. Высотная разбивка точек
- •7.6. Мониторинг геометрии сооружений
- •7.6.1. Виды деформаций сооружений
- •7.6.2. Точность определения деформаций сооружений
- •7.6.3. Наблюдения за осадками сооружений
- •7.6.4. Наблюдения за смещениями сооружений
- •7.6.5. Наблюдения за кренами сооружений
- •7.6.6. Наблюдения за трещинами и оползнями
- •7.7. Контрольные вопросы по 7 разделу
- •Заключение
- •Библиографический список
- •Оглавление
5.3.2. Нивелирные сети сгущения и высотные съемочные сети
Нивелирные сети сгущения являются высотным обоснованием топографической съемки масштабов 1:5000 - 1:500 и геодезических работ, проводимых в процессе строительства и эксплуатации инженерных сооружений. В зависимости от размеров снимаемой площади и требуемой точности инженерно-геодезических работ сети сгущения развивают геометрическим нивелированием II, III и IV классов или техническим нивелированием.
Нивелирные сети сгущения создаются в виде отдельных ходов, систем ходов (полигонов) или в виде самостоятельной сети и привязываются не менее, чем к двум исходным нивелирным реперам сетей высшего класса. Нивелирные ходы сети сгущения закрепляются грунтовыми или стенными реперами. В нивелирных ходах II класса реперы закладываются не реже, чем через 2 км на застроенных территориях и не реже, чем через 5 км на незастроенных территориях. В нивелирных ходах III и IV классов реперы устанавливают через 0,2-0,8 км на застроенных территориях и через 0,5-2 км на незастроенных территориях.
Основные показатели нивелирных сетей сгущения по классам точности приведены в таблице 5.5.
Высотные съемочные сети служат непосредственным высотным обоснованием топографических съемок всех масштабов. Высотные съемочные сети могут создаваться раздельно или совместно с плановой основой техническим нивелированием геометрическим или тригонометрическим способом.
Таблица 5.5 - Характеристика нивелирных сетей сгущения
Класс |
Минимальная высота визирного луча, м |
Максимальная длина визирного луча, м |
Допустимая невязка в полигоне, мм |
Неравенство расстояний от нивелира до рейки |
Типы закрепительных реперов и расстояние между ними |
||
на станции |
по секции |
на застроенных территориях |
на незастроенных территориях |
||||
II |
|
65 |
|
|
|
Грунтовые или стенные |
|
2 км |
5 км |
||||||
III |
0,3 |
75 |
|
2 |
5 |
Грунтовые или стенные |
|
0,2-0,8 км |
0,5-2 км |
||||||
IV |
0,2 |
100 |
;
|
5 |
10 |
Грунтовые или стенные |
|
0,2-0,8 км |
0,5-2 км |
||||||
Техн. нивелир |
0,2 |
200 |
;
|
10 |
50 |
Постоянные или временные пикеты (деревянные колья) |
Таблица 5.6 - Характеристика высотных съемочных сетей
Виды технического нивелирования |
Тип закрепительных знаков |
Тип местности |
Допустимая невязка в ходе (полигоне), мм |
Густота пунктов нивелирования, км |
|
1 : 5000 |
1 : 2000 |
||||
Геометрическое |
Временные знаки - деревянные столбы (колья), трубы, гвозди в стенах домов и деревьев и др. Металлические башмаки (костыли) |
Равнинная со спокойным рельефом |
|
|
|
|
|
||||
Тригонометрическое |
Горная и сильно всхолмленная |
|
один репер на |
||
10 - 15 |
5 -7 |
Выбор метода создания высотного обоснования определяется, в основном, заданием и условиями местности района работ. В горных и сильно всхолмленных районах выгодно применять тригонометрическое нивелирование, обладающее большей простотой полевых наблюдений и вычислений.
Основные показатели высотных съемочных сетей по способам создания приведены в таблице 5.6.
Точки съемочного обоснования закрепляются временными знаками, в качестве которых используются деревянные столбы, трубы, крупные камни, гвозди, вбитые в стены домов и деревьев и др. Наиболее распространенным типом временного репера является деревянный столб с перекладиной в нижней части и полочкой с кованым гвоздем для установки рейки в верхней части.
При создании съемочного обоснования и решения других задач инженерно-геодезического обеспечения строительства и эксплуатации военных объектов наиболее широко применяется нивелирование IV класса и техническое нивелирование.
Нивелирование IV класса
Нивелирование IV класса включает последовательное выполнение четырех этапов работ: рекогносцировки на местности, закладки реперов, геометрического нивелирования и вычисления отметок реперов.
В процессе рекогносцировки отыскивают исходные реперы сети высших классов, уточняют проект нивелирного хода и выбирают места для установки реперов. Чаще всего нивелирные ходы намечают вдоль дорог, по лесным просекам или долинам рек, по возможности, в обход болот и мест с неустойчивым грунтом. Наиболее благоприятными грунтами для закладки реперов являются пески и супеси.
Закладка реперов должна завершаться до нивелирования. Грунтовые реперы могут использоваться спустя 10 дней после их закладки, а стенные реперы - через трое суток после их закладки.
Нивелирование IV класса ведется из середины при максимальном расстоянии от нивелира до рейки 100 м. Для нивелирования применяют точные нивелиры Н-3, Н-3К (2Н-3КЛ) и двухсторонние нивелирные рейки с шашечными делениями. Расстояние от нивелира до реек измеряется дальномером, неравенство расстояний до задней и передней реек на станции не должно превышать 5 м, а накопление неравенств плеч в ходе - 10 м.
Отсчеты берут по двум сторонам рейки и превышения в нивелирном журнале также вычисляют дважды. Расхождение в превышениях, полученных по черной и красной сторонам реек на станции, не должно превышать 5 мм.
Разомкнутые и замкнутые нивелирные ходы нивелируются в одном направлении, а в висячие ходы – дважды в прямом и обратном направлениях или дважды в прямом направлении.
Обработка результатов нивелирования включает проверку вычислений в журналах, определение невязки в ходе, увязки превышений и вычисление отметок точек.
Инструкцией по нивелированию для IV класса установлена допустимая высотная невязка:
- при числе станций менее 15 на 1 км хода
, мм; (5.18)
- при числе станций более 15 на 1 км хода
, мм, (5.19)
где L - длина хода в км;
n - число станций в ходе (полигон).
Техническое нивелирование
Техническое нивелирование предназначено для создания высотного обоснования топографических съемок, определения отметок в процессе изысканий и строительства инженерных сооружений, монтажа оборудования и др.
Допустимая высотная невязка хода технического нивелирования не должна превышать:
- при числе станций менее 25 на 1 км хода
, мм; (5.20)
- при числе станций более 25 на 1 км хода
, мм. (5.21)
Для технического нивелирования применяют точные нивелиры Н-3, Н-3К (2Н-3КЛ) и технические Н-10, Н-10КЛ. Рейки могут быть односторонними или двухсторонними с сантиметровыми делениями.
Ходы технического нивелирования на местности прокладывают в виде систем с узловыми точками замкнутых полигонов или отдельных разомкнутых линий, опирающихся на реперы старших классов. Методика нивелирования с двухсторонними рейками на станции такая же, как и для нивелирования IV класса.